非易失性存儲器和易失性存儲器的區別介紹

近年來，非易失性存儲器(nonvolatilememory，NVM)技術得到了快速發展。非易失性存儲器主要分為塊尋址和字節尋址兩類。以閃存(flashmemory)為代表的塊尋址非易失性存儲器已經廣泛應用于嵌入式系統、桌面系統及數據中心等系統中。字節尋址的非易失性存儲器主要包括相變存儲器(phasechangememory，PCM)、阻變存儲器(resistiverandom-accessmemory，RRAM)、自旋矩存儲器(spin-transfertorqueRAM，STT-RAM)等。而在字節尋址的非易失性存儲技術方面，NVDIMM是已經商用的一種模擬持久性內存存儲器件。NVDIMM采用閃存與DRAM(動態隨機存儲器)的混合形式，并采用電容或后備電源保證DRAM數據掉電不丟，以模擬持久性內存。

很多存儲系統的寫操作程序中，內存作為控制器和硬盤之間的重要橋梁，提供更快速的性能，但是如果發生突然間斷電的情況，如何保護內存中的數據不丟失，這是存儲系統中老生常談的議題。易失性存儲器就是在關閉計算機或者突然性、意外性關閉計算機的時候，里面的數據會丟失，就像內存。非易失性存儲器在上面的情況下數據不會丟失，像硬盤等外存。本文為大家詳細介紹非易失性存儲器和易失性存儲器的區別。

1.什么是非易失性存儲器

1.1定義

非易失性存儲器(NVMe)是一種半導體技術，不需要持續供電來保留存儲在計算設備中的數據或程序代碼。系統制造商出于各種目的使用不同類型的非易失性存儲芯片。例如，一種類型的NVM可能存儲諸如硬盤驅動器(HDD)和磁帶驅動器等設備的控制器程序代碼。另一種類型的NVM通常用于固態驅動器(SSD)、USB驅動器和數碼相機、手機和其他設備中的存儲卡中的數據存儲。

固態存儲通常使用稱為NAND閃存的非易失性存儲器的變體。SSD沒有移動部件，與機械尋址HDD和磁帶相比，它們具有更高的性能，后者使用磁頭將數據讀寫到磁存儲介質。通過PCIExpress(PCIe)總線直接連接到計算機處理器的SSD比插入外部驅動器托架的基于串行連接SCSI(SAS)或串行高級技術附件(SATA)的SSD提供更低的延遲。

圖1非易失性存儲器

1.2類型

(1)可編程只讀內存:可編程只讀內存PROM(Programmableread-onlymemory)其內部有行列式的镕絲，可依用戶(廠商)的需要，利用電流將其燒斷，以寫入所需的數據及程序，镕絲一經燒斷便無法再恢復，亦即數據無法再更改。

(2)電可擦可編程只讀內存:電可擦可編程只讀內存EEPROM(Electricallyerasableprogrammablereadonlymemory)電子抹除式可復寫只讀存儲器(ElectricallyErasableProgrammableReadOnlyMemory，EEPROM)之運作原理類似EPROM，但是抹除的方式是使用高電場來完成，因此不需要透明窗。

(3)可擦可編程只讀內存:可擦可編程只讀內存EPROM(Erasableprogrammablereadonlymemory)可利用高電壓將數據編程寫入，但抹除時需將線路曝光于紫外線下一段時間，數據始可被清空，再供重復使用。因此，在封裝外殼上會預留一個石英玻璃所制的透明窗以便進行紫外線曝光。

(4)電可改寫只讀內存:電可改寫只讀內存EAROM(Electricallyalterablereadonlymemory)內部所用的芯片與寫入原理同EPROM，但是為了節省成本，封裝上不設置透明窗，因此編程寫入之后就不能再抹除改寫。

(5)閃存:閃存(Flashmemory)是一種電子式可清除程序化只讀存儲器的形式，允許在操作中被多次擦或寫的存儲器。這種科技主要用于一般性數據存儲，以及在電腦與其他數字產品間交換傳輸數據，如儲存卡與U盤。閃存是一種特殊的、以宏塊抹寫的EEPROM。早期的閃存進行一次抹除，就會清除掉整顆芯片上的數據。

2.什么是易失性存儲器

RAM(RandomAccessMemory)的全名為隨機存取記憶體，它相當于PC機上的移動存儲，用來存儲和保存數據的。

它在任何時候都可以讀寫，RAM通常是作為操作系統或其他正在運行程序的臨時存儲介質(可稱作系統內存)。不過，當電源關閉時RAM不能保留數據，如果需要保存數據，就必須把它們寫入到一個長期的存儲器中(例如硬盤)。正因為如此，有時也將RAM稱作“可變存儲器”。RAM內存可以進一步分為靜態RAM(SRAM)和動態內存(DRAM)兩大類。DRAM由于具有較低的單位容量價格，所以被大量的采用作為系統的主記憶。

圖2易失性存儲器

3.非易失性存儲器和易失性存儲器的區別

易失性存儲器是一種半導體技術，需要持續供電才能保留存儲的數據。易失性存儲器的突出例子是靜態隨機存取存儲器(SRAM)和動態RAM(DRAM)。制造商有時會為易失性存儲設備添加電池電源以支持持久數據存儲。

企業和客戶端計算機系統通常結合使用易失性和非易失性內存技術，每種內存類型都有其優點和缺點。

例如，SRAM比DRAM快，非常適合高速緩存。DRAM是SRAM的后繼者，與主動模式下的SRAM相比，其生產成本更低且所需的功率更低。DRAM的一個常見用例是存儲計算機處理器運行所需的主要程序代碼。

非易失性NAND閃存在寫入和讀取數據方面比DRAM和SRAM慢。然而，NAND閃存的生產成本遠低于DRAM和SRAM，這使得該技術更適合企業系統和消費設備中的持久數據存儲。非易失性存儲器和非易失性存儲器表達(NVMe)聽起來相似，但它們的含義不同且不同。NVM是一種出現于1940年代后期的半導體技術，而NVMe是一種主機控制器接口和存儲協議，由技術供應商聯盟于2009年開始開發。

NVM主機控制器接口工作組于2011年3月1日發布了1.0NVMe規范。NVMe旨在通過計算機的PCIe總線加速主機系統和SSD之間的數據傳輸。NVMe支持使用不同類型的非易失性存儲器，例如NAND閃存和英特爾和美光開發的3DXPoint技術。NVMe是分別用于SAS和SATA驅動器的小型計算機系統接口(SCSI)標準和高級技術附件(ATA)標準的替代方案。NVMe使用的CPU指令數量少于SCSI和ATA命令集的一半。與基于SAS和SATA的SSD相比，基于NVMe的PCIeSSD具有更低的延遲、更高的IOPS和更低的功耗。

4.關于非易失性存儲器和易失性存儲器的常見問題

4.1為什么主存易失?

主存儲器是計算機系統的主存儲器。從主存儲器訪問數據更快，因為它是計算機的內部存儲器。主存儲器是最易失的，這意味著如果在發生電源故障時不保存主存儲器中的數據，則該數據不存在。

4.2什么是最常見的易失性存儲器類型?

最常見的易失性存儲器類型是隨機存取存儲器或RAM。計算機和其他電子設備使用RAM進行高速數據訪問。RAM的讀/寫速度通常比大容量存儲設備(例如硬盤或SSD)快幾倍。

4.3常見的非易失性存儲器是什么?

非易失性存儲器的例子包括只讀存儲器(見ROM)、閃存、大多數類型的磁性計算機存儲設備(例如硬盤、軟盤和磁帶)、光盤和早期的計算機存儲方法，如紙帶和打孔卡。

4.4為什么計算機需要非易失性存儲器?

非易失性存儲器(NVM)或非易失性存儲器是一種計算機存儲器，即使在斷電后也能保留存儲的信息。相比之下，易失性存儲器需要持續供電才能保留數據。

4.5ROM是易失性存儲器嗎?

ROM是非易失性存儲器，這意味著信息永久存儲在芯片上。

4.6易失性存儲器如何工作?

與非易失性存儲器相比，易失性存儲器是需要電力來維持存儲信息的計算機存儲器;它在通電時保留其內容，但當電源中斷時，存儲的數據會迅速丟失。易失性存儲器有多種用途，包括用作主存儲器。

4.7寄存器內存是易失性的嗎?

在內存和寄存器之間移動值是一種常見現象。如果指的是處理器緩存，那他們是不穩定的。

4.8易失性數據存儲在哪里?

動態隨機存取存儲器(DRAM)和靜態隨機存取存儲器(SRAM)是存儲易失性數據的兩個地方。DRAM將其數據位保留在由電容器和晶體管組成的單獨單元中。

4.9為什么易失性數據很重要?

易失性內存的重要性易失性數據可以提供系統或互聯網活動的證據，這可能有助于提供非法活動的證據，或者例如，文件或外部設備在該日期是否被訪問，這可能有助于在案件中提供證據涉及數據竊取。

結語

以上就是非易失性存儲器和易失性存儲器區別的介紹了，在易失性存儲器需要電源來保留其信息的情況下，非易失性存儲器源不需要。如果易失性存儲器的電源被關閉，易失性存儲器的信息將被迅速刪除。如果非易失性存儲器的電源關閉，非易失性存儲器會保留其信息。經常使用易失性存儲器是因為它速度更快，而且更適合保留敏感信息，因為關閉電源可以快速刪除該信息。隨機存取存儲器或RAM是一種易失性存儲器。RAM用于臨時保存在電子設備上運行程序和應用程序所需的數據，使用非易失性存儲器是因為它更適合長期保留信息。

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